4.1 原子结构与元素周期表 同步练习题2023-2024学年高一上学期人教版（2019）化学必修第一册

4.1 原子结构与元素周期表 同步练习题 一、选择题 1．研究发现，镭能蜕变为Rn，故将称为镭射气；钍能蜕变为Rn，故将称为钍射气；锕能蜕变为Rn，故将称为锕射气。下列关于Rn、Rn、Rn说法错误的是 A．是化学性质不同的核素 B．质子数相同，中子数不同 C．互为同位素 D．属于同种元素 2．元素周期表具有丰富的结构内容，以下有关元素周期表的说法中，正确的是 A．共有8个横行 B．共有16个纵列 C．共有16个族 D．目前共有100种元素 3．化学让生活更美好。下列相关说法错误的是 A．节日燃放的五彩缤纷的烟花所呈现的就是一些金属元素的焰色 B．超级钢是性能优异的合金，我国超级钢研究居于世界领先地位 C．为防止富脂食品氧化变质，常在包装袋中放入生石灰 D．放射性同位素常应用于诊断和治疗疾病 4．以下为同位素的是 A．D2和H2 B．CO和CO2 C．金刚石和石墨 D．Cl和Cl 5．鉴别溶液、溶液、溶液可以选用的试剂是 ①碘水、淀粉溶液 ②氯水、 ③溴水、苯 ④硝酸、溶液 ⑤氯水、苯 ⑥、淀粉溶液 A．①②④ B．②③⑥ C．②④⑤ D．④⑤⑥ 6．约里奥-居里夫妇发现用粒子轰击原子获得人工放射性元素：、，从而获得诺贝尔化学奖，下列说法正确的是 A．的质子数为4 B．和Al均能与盐酸反应 C．和互为同位素 D．溶于水生成 7．下列叙述正确的是 A．Na在空气中燃烧会生成Na2O2，故Li在空气中燃烧也会生成Li2O2 B．碱金属元素是指ⅠA族的所有元素 C．在熔融状态下，钠可以从MgCl2中置换出镁 D．Li、Na、K都可以保存在煤油中 8．“华龙一号”运用了我国自主研发的核电技术，其核燃料含有。下列说法正确的是 A．质子数为144 B．中子数为94 C．核外电子数为144 D．质量数为238 9．氧化物RO中共有x个核外电子，R原子的质量数为A，则R原子核内含有的中子数目是 A．A-x＋8 B．A-x-8 C．A-x＋16 D．A＋x-16 10．下列说法不正确的是 A．红磷和白磷互为同素异形体 B．中质子数和中子数相差 C．和互为同位素 D．、、H＋和H2是氢元素的四种不同粒子 二、填空题 11．现有以下物质：①；②液氨；③固体；④熔融；⑤盐酸；⑥银；⑦；⑧；⑨蔗糖；⑩苯；⑪酒精。请回答下列问题： (1)以上物质中能导电的是 (填序号)，以上物质中属于电解质的是 (填序号)。以上物质中属于非电解质的是 (填序号)。 (2)上述物质③的电子式 ，用电子式表示物质②的形成过程 。 (3)质量比的、、，它们所含分子数之比 ，所含氧原子数之比 。 (4)标准状况① ②个 ③三种气体，它们物质的量从大到小顺序 (填序号)。 12．下列物质中： ①液氯②③白磷④氯气⑤⑥Cl⑦Cl⑧红磷⑨氢氧化钠⑩氩 （1）互为同分异构体的有 ； （2）互为同素异形体的有 ； （3）属于同位素的有 ； （4）属于同一种物质的有 ； （5）晶体中不含化学键的是 。(填序号) 13．按要求回答下列问题 第I部分：1808年科学家戴维通过电解生石灰和汞的混合物制得了银白色的金属钙。请回答： (1)钙的原子结构示意图为 ，它在元素周期表中的位置是 (2)Mg、Al、Ca原子半径从大到小的顺序是 ；从原子结构的角度进行解释 (3)钙的金属性 (填“强于”或“弱于”)镁，可以通过 (填实验方法)加以验证。 第II部分：有下列微粒或物质： ① ② ③石墨、金刚石 ④ ⑤ 28Si、29Si、30Si ⑥，回答下列问题： (4)a．互为同位素的是 b．互为同素异形体的是 c．①⑤⑥中共有 种核素，共 种元素。 (5)计算硅元素的近似相对原子质量的计算式为；28×a1%+29×a2%+30×a3%，其中a1%、a2%……是指各同位素的 (6)向盐酸中逐滴滴加硅酸钠溶液，当pH达到6～7时得到一种乳白色、半透明的分散系，其分散质为粒径在5～100 nm的SiO2·nH2O粒子。该分散系属于 (选填“溶液”“浊液”或“胶体”) 14．下表为元素周期表中的一部分，列出10种元素在周期表中的位置。用化学符号回答下列各题。 (1)10种元素中，化学性质最不活泼的是 。 (2)①③⑤三种元素最高价氧化物对应的水化物中，碱性最强的是 。 (3)②③④三种元素形成的离子中，离子半径由大到小的顺序是 。 (4)元素⑦的氢化物的化学式为 ；该氢化物常温下和②单质反应的化学方程式是 ；若该氢化物和元素⑧的单质反应，则化学方程式为 。 (5)⑨的最高价氧化物对应水化物的化学式为 ；①和⑨两元素形成化合物的电子式为 ；该化合物灼烧时火焰颜色为 ；该化合物的溶液与元素⑧的单质反应的离子方程式为 。 15．溴化亚铁(FeBr2)是棕黄色易潮解的固体，Fe与HBr在高温下反应可以生成FeBr2。某研究性学习小组设计实验制备少量的FeBr2固体，涉及的装置如图所示(部分夹持装置和加热装置略)： 已知：①NaBr+H2SO4NaHSO4+HBr↑；②高温时，FeBr3会分解为FeBr2。 回答下列问题： (1)制备HBr时浓硫酸除了体现难挥发性还体现 性，仪器B的名称是 。 (2)装置C中碱石灰的作用有① ② 。 (3)实验时装置的连接顺序是a→ (按气流从左到右的方向，填仪器接口小写字母)。 (4)若反应温度过高，装置E中溶液变为橙黄色，写出可能发生的化学反应方程式： ，该反应对FeBr2产品纯度没有影响，可能的原因是 。 (5)实验结束后，某同学取少量上述产品配成FeBr2溶液，向其中滴加少量新制的氯水，振荡后发现溶液呈黄色。写出该反应的化学方程式 ；继续滴加氯水，当FeBr2与Cl2物质的量相等时反应的化学方程式为 。 【参考答案】 一、选择题 1．A 解析：A．Rn、Rn、Rn的同种元素的原子，核外电子排布相同，化学性质相同，故A错误； B．Rn质子数为86，中子数为136；Rn质子数为86，中子数为134；Rn质子数为86，中子数为133，故B正确； C．Rn、Rn、Rn质子数相同，中子数不同，互为同位素，故C正确； D．Rn、Rn、Rn质子数相同，属于同种元素，故D正确； 选A。 2．C 解析：元素周期表共有7个横行，7个周期，18个纵列16个族，目前共有118种元素； 答案选C。 3．C 解析：A．金属燃烧时会发生焰色反应，烟花中含有各种金属，因此节日燃放的五彩缤纷的烟花所呈现的就是一些金属元素的焰色，A正确； B．超级钢是性能优异的合金，我国超级钢研究居于世界领先地位，是世界上唯一实现超级钢的工业化生产的国家，B正确； C．生石灰只能吸收水份干燥，不能消耗氧气，不能防止富脂食品氧化变质，C错误； D．放射性同位素常应用于诊断和治疗疾病，根据放射性示踪原理对患者进行疾病检查的一种诊断方式，D正确； 故答案为：C。 4．D 解析：A．D2和H2都是氢气单质，是同种物质，A错误； B．CO和CO2是碳的两种不同的氧化物，B错误； C．金刚石和石墨是碳的同素异形体，C错误； D．Cl和Cl是质子数相同但中子数不同的核素，属于同位素，D正确； 故选D。 5．C 解析：①NaCl、NaBr、NaI溶液都不能和碘水、淀粉溶液反应，混合后也没有明显不同现象，故①不可选用； ②氯水中的Cl2分别与NaBr、NaI反应：2NaBr＋Cl2 = 2NaCl＋Br2，2NaI＋Cl2 = 2NaCl＋I2，生成的Br2或I2均可被CCl4萃取形成Br2或I2的CCl4溶液(在下层)，分别显橙色和紫色；而NaCl溶液加氯水并加CCl4萃取，下层溶解了Cl2的CCl4溶液显黄绿色，故②可选用； ③溴水能置换NaI溶液中的碘，并溶于苯，但不能和NaCl、NaBr溶液反应，无法鉴别这两种溶液，故③不可选用； ④Cl－、Br－、I－分别与Ag＋反应，产生白色沉淀AgCl，浅黄色沉淀AgBr，黄色沉淀AgI，且均不溶于稀HNO3，可鉴别，故④可选用； ⑤氯水中的Cl2分别与NaBr、NaI反应：2NaBr＋Cl2 = 2NaCl＋Br2，2NaI＋Cl2 = 2NaCl＋I2，生成的Br2或I2均可被苯萃取形成Br2或I2的苯溶液(在上层)，分别显橙色和紫色，而NaCl溶液加氯水不反应，用苯萃取，上层溶解了苯的CCl4溶液显黄绿色，故⑤可选用； ⑥NaCl、NaBr、NaI溶液都不能和、淀粉溶液，混合后也没有明显不同现象，故⑥不可选用； 答案选C。 6．B 解析：A．的质子数为2，质量数为4，故A错误； B．和Al核外电子排布相同，性质相同，均能与盐酸反应，故B正确； C．和质子数不同，不是同位素，故C错误； D．与水不反应，故D错误； 答案选B。 7．C 解析：A．Li在空气中燃烧只生成Li2O，故A错误； B．碱金属元素是指ⅠA族除氢外的金属元素，故B错误； C．钠比镁金属性强，能在熔融状态下置换出氯化镁中的镁单质，故C正确； D．Li的密度比煤油小，不能保存在煤油中，故D错误； 故选：C。 8．D 解析：A．的质子数为94，A错误； B．的中子数为238-94=144，B错误； C．核外电子数=质子数=94，C错误； D．的质量数为238，D正确； 故选D。 9．A 【分析】根据中子数＝质量数−质子数，而核外电子数＝质子数来分析。 解析：R原子的质量数为A，设R原子核内含中子的数目为N，则R的质子数为A−N，氧化物RO中核外电子数＝质子数，所以A−N＋8＝x,所以R原子核内含中子的数目N＝A−x＋8； 故答案选A。 10．B 解析：A．红磷和白磷是同种元素形成的不同单质，两者互为同素异形体，故A正确； B．的中子数为239−92＝147，质子数和中子数相差147−92＝55，故B错误； C．和是质子数相同，中子数不同的原子，两者互为同位素，故C正确； D．、、H＋和H2是氢元素的四种不同粒子，前两者是不同的核素，第三个为氢离子，第四个为氢气分子，故D正确。 综上所述，答案为B。 二、填空题 11．(1) ④⑤⑥ ①③④⑧ ②⑦⑨⑩⑪ (2) (3) (4)③>①>② 解析：（1）①中不含离子，不导电，其水溶液能导电，属于电解质；②液氨自身不能电离，不导电，属于非电解质；③固体中离子不能自由移动，不导电，其水溶液能导电，属于电解质；④熔融中含有自由移动的离子，能导电，属于电解质；⑤盐酸中含有自由移动的离子，能导电，盐酸是混合物，既不是电解质又不是非电解质；⑥银含有自由移动的电子，能导电，银是金属单质，既不是电解质又不是非电解质；⑦自身不能电离，不导电，属于非电解质；⑧中不含离子，不导电，其水溶液能导电，属于电解质；⑨蔗糖自身不能电离，不导电，属于非电解质；⑩苯自身不能电离，不导电，属于非电解质；⑪酒精自身不能电离，不导电，属于非电解质。以上物质中能导电的是④⑤⑥，以上物质中属于电解质的是①③④⑧。以上物质中属于非电解质的是②⑦⑨⑩⑪。 （2）是离子化合物，电子式为，NH3是共价化合物，用电子式表示其形成过程为。 （3）质量比的、、， 设质量分别为11g、7g、16g，则物质的量分别为，它们所含分子数之比为，所含氧原子数之比2:1:4。 （4）①标准状况下的物质的量为；②个的物质的量为；③的物质的量为，所以物质的量从大到小顺序③>①>②。 12． ②⑤ ③⑧ ⑥⑦ ①④ ⑩ 【分析】同分异构体是分子式相同结构不同的化合物； 同素异形体是同种元素形成的不同单质； 同位素是质子数相同中子数不同的核素； 解析：（1）②与⑤分子式相同，结构不同，属于同分异构体； （2）③与⑧是同种元素组成的不同单质，属于同素异形体； （3）⑥与⑦是同种元素的不同核素，互为同位素； （4）①与④都是氯单质，只是状态不同，为同一物质； （5）由于Ar是单原子分子，Ar晶体内没有共价键，只有范德华力； 13．(1) 第四周期ⅡA族 (2) Ca>Mg>Al Ca和Mg的最外层电子数相同，但Ca的电子层数更多，故Ca的原子半径大于Mg，Mg的电子层数与Al相同，但Al的核电荷数更多，故Mg的半径比Al更大，综上所述原子半径的关系为 Ca>Mg>Al (3) 强于 观察两者与水反应的剧烈程度 (4) ①⑤ ③ 9 5 (5)丰度 (6)胶体 解析：（1）Ca原子序数为20，其原子结构示意图为；在元素周期表中的位置为第四周期ⅡA族。 （2）Ca和Mg的最外层电子数相同，但Ca的电子层数更多，故Ca的原子半径大于Mg，Mg的电子层数与Al相同，但Al的核电荷数更多，核电核数越多的半径越小，故Mg的半径比Al更大，综上所述原子半径的关系为 Ca>Mg>Al。 （3）钙的半径大于镁，同主族半径大的元素失电子能力更强，金属性越强，故钙的金属性强于镁；可以通过观察两者与水反应的剧烈程度加以验证，金属性强的反应更加剧烈。 （4）同位素是指质子数相同，中子数不同的同种元素，同素异形体是指同种元素组成的不同单质，核素是指具有一定质子数和中子数的原子，元素是指具有相同质子数的一类原子的总称。故可知：互为同位素的为①⑤；互为同素异形体的为③；①⑤⑥中含有9中核素，5种元素。 （5）相对原子质量是同位素的各核素的质量数与其丰度的乘积之和，故a1%、a2%……是指各同位素的丰度。 （6）分散质粒子直径在1-100nm之间的为胶体。 14．Ar NaOH H2O HBrO4 黄色 【分析】由元素在元素周期表位置可知，①为Na元素，②为K元素，③为Mg元素，④为Ca元素，⑤为Al元素，⑥为C元素，⑦为O元素，⑧为Cl元素，⑨为Br元素，⑩为Ar元素。 解析：(1)稀有气体Ar原子核外电子结构稳定，所以Ar的化学性质最不活泼； (2)金属性：Na＞Mg＞Al，金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，故NaOH的碱性最强； (3)电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，电子层越多离子半径越大，故离子半径：； (4)元素⑦的氢化物可以和K、Cl2反应，则该氢化物为H2O，常温下和K反应生成KOH和H2，化学方程式为：；H2O和Cl2反应生成HCl和HClO，化学方程式为：； (5)Br元素的最高价氧化物对应水化物为HBrO4；Na元素和Br元素形成的化合物为NaBr，是离子化合物，电子式为；NaBr中含有Na元素，焰色反应为黄色；NaBr溶液和Cl2反应生成NaCl和Br2，离子方程式为：。 15．强酸 (球形)干燥管 吸收尾气中的HBr等酸性气体 防止空气中的水蒸气进入装置F fghibcjk(kj)d(e) 2NaBr+2H2SO4(浓)SO2↑+Br2↑+2H2O+Na2SO4 Br2与Fe反应生成FeBr3，高温下FeBr3分解为FeBr2 6FeBr2+3Cl2=2FeCl3+4FeBr3 6FeBr2+6Cl2=4FeCl3+2FeBr3+3Br2 【分析】本实验的目的是利用HBr和Fe高温下反应制备少量的FeBr2固体，FeBr2易被氧化，所以可以先利用稀盐酸和石灰石反应生成二氧化碳，将装置中的空气排尽，生成的CO2中含有HCl气体，可以利用饱和碳酸氢钠溶液除去，之后通入反应装置中排空气，实验过程中利用浓硫酸和NaBr反应制取HBr，然后利用装置B干燥CO2和HBr，之后再装置F中制取FeBr2，装置C吸收尾气并防止空气中的水蒸气进入装置F使FeBr2水解。 解析：(1)由于反应生成了硫酸氢钠，该反应过程中也体现了硫酸的强酸性；根据仪器B的结构特点可知其为(球形)干燥管； (2)根据分析可知装置C应在最后，可以吸收尾气中的HBr等酸性气体，同时也可以防止空气中的水蒸气进入装置F，使FeBr2水解； (3)实验开始时先用CO2排除装置内的空气，实验结束后，继续通入CO2可以使残留的HBr被充分吸收，装置A可以制取CO2，装置D可以除去CO2中混有的HCl，装置E制取HBr，装置B干燥CO2和HBr，之后再装置F中制取FeBr2，装置C吸收尾气并防止空气中的水蒸气进入装置，所以连接顺序为afghibcjk(kj)d(e)； (4)浓硫酸具有强氧化性，可以将Br-氧化为Br2，Br2的水溶液呈橙黄色，根据电子守恒和元素守恒可知该反应的化学方程式为2NaBr+2H2SO4(浓)SO2↑+Br2↑+2H2O+Na2SO4；SO2与Fe不反应，Br2与Fe反应生成FeBr3，高温下FeBr3分解为FeBr2，所以对产品纯度没有影响； (5)振荡后发现溶液呈黄色，说明氯水将Fe2+氧化为Fe3+，化学方程式为6FeBr2+3Cl2=2FeCl3+4FeBr3；FeBr2与Cl2物质的量相等时，不妨设均为1mol，则氧化1molFe2+消耗0.5mol氯气，剩余0.5mol氯气可以氧化1molBr-，所以化学方程式应为6FeBr2+6Cl2=4FeCl3+2FeBr3+3Br2。 学科网（北京）股份有限公司 $$